A life cycle assessment of Norwegian wild-caught cod with demersal trawl and set gillnet with a focus on plastic

Abstract

Akkumulering av marine plast utgjør en økende trussel i havet, og medfører svekkelse, lemlestelse og død hos millioner av marine dyr årlig. Miljøtrusselen kan knyttes til fiskeredskaper, da en betydelig andel består av plast. Norge er Europas største fiskerinasjon, har et bærekraftig fokus, og ønsker å redusere marin forsøpling. Imidlertid er det betydelige kunnskaps- og datagap om marine plast og deres påvirkning på norske marine økosystemer, noe som begrenser norske fiskerier i å nå målene satt av FN. Livssyklus analyse er en veletablert metode for å kvantifisere produkters miljøpåvirkning. Imidlertid ble metoden opprinnelig utvikler for å vurdere landbaserte produkter og mangler påvirkningskategorier med fokus på marine økosystemer og tap av marint biologisk mangfold, for eksempel plast. Som et resultat mangler metoden tilstrekkelig med livssyklusinventar og påvirkningskategorier. Denne masteroppgaven har analysert den norske fiskeflåten som fanger villtorsk med to fiskeredskaper, og samler inn data for alle relevante prosesser, inkludert plast, noe som potentielt reduserer mangler i livssyklusinventar. Videre vurderes effekten av nylig utviklede karakteriseringsfaktorene for makroplast innvikling og mikroplast fra dekkslitasje i marine økosystemer. Resultatene fra livssyklusinventaret fremhever plast og viser at trål krever 77,17 gram plast per funksjonell enhet og garn 56,84 gram. Plasttap til det marine miljøet er høyere for trål enn for garn, hvor størst tap kommer fra fiskeredskap, etterfølgt maritim maling fra fartøyer. Tap av trålredskap er 0,61 gram mikroplast og 0,27 gram makroplast per funksjonell enhet, mens garnredskap mister 0,18 gram mikroplast og 0,36 gram makroplast. Funnene kan gi betydelig innsikt i tiltak for å håndtere marint plastavfall, og livssyklusinventaret kan redusere mangler i data om plast. Resultatene fra livssyklusvurderingen på midt- og endepunktet viser at garn er den mest gunstige fangstmetoden for de vurderte påvirkningskategoriene, med unntak av innvikling. Slitasje fra dekk var lik for begge tilfeller. Resultatene skyldes hovedsakelig garnets lavere drivstofforbruk og mindre fartøy per fangst. Det høyeste potensielle tapet i antall species.yr ble funnet i påvirkningskategorier for landjord, og kategorier som vurderer marine miljøer hadde liten påvirkning i denne avhandlingen, noe som understreker behovet for ytterligere karakteriserinsfaktorer og koblinger til livssyklusinventar for marine miljøer. Resultatene for innvikling i trål er 1.98E-22 species.yr og 2.60E-22 for garn. Slitasje på dekk er 5.86E-18 species.yr. De nye karakteriseringsfaktorenes potensielle påvirkning er betydelig mindre enn etablerte kategorier, men medfører høy usikkerhet og begrensninger. Livssyklusanalysen avdekker behovet for utliggere forskning og kvantifisering av fiskeredskaper, plasttap til havet, marin maling, faktisk miljø og metodologier. Videre bør ekskluderte prosesser, flere typer fiskeredskaper, arter og land inkluderes i nye studier. Å tette disse hullene vil forbedre forståelsen av fiskeriers og plast sin miljøpåvirkning, støtte tiltak for å redusere plast i havet og hjelpe norske fiskerier med å nå målene som er satt av FN.

The accumulation of marine plastic debris poses a growing threat to the oceans, resulting in the debilitation, mutilation, and mortality of millions of marine animals annually. The environmental threat can be linked to fishing gear, as a significant proportion is plastics. Norway, Europe’s biggest fishery nation, has a sustainable focus and wishes to reduce marine littering. However, there is a significant knowledge and data gap regarding marine plastics and their impacts on Norwegian marine ecosystems, limiting Norwegian fisheries in achieving goals set by the United Nations. Life cycle assessment is one well-established method to quantify products’ impacts. However, it was initially developed to assess land-based products and lack impact categories focusing on marine ecosystems and drivers of marine biodiversity loss, such as plastic debris. As a result, the methodology misses adequate inventory data and impact assessment methods. This thesis assesses the Norwegian fishing fleet catching wild cod with a comparative LCA of two fishing gears, collecting inventory data for all relevant processes, including plastic flows, potentially reducing inventory gaps. Further, the thesis assesses newly developed characterization factors' impacts for macroplastic entanglement and tire wear microplastic emissions in marine ecosystems. Inventory results highlight plastic flows, showing that trawl requires 77.17 grams and gillnet 56.84 grams per functional unit. Plastic loss to the marine environment is higher for trawl than gillnet, primarily driven by lost fishing gear and marine coating from vessels. Loss of trawl gear is 0.61 grams of micro and 0.27 grams of macroplastics per functional unit, while gillnet gear contributes 0.18 grams of micro and 0.36 grams of macroplastics. These key findings can provide significant insight into mitigation strategies addressing marine plastics, and the inventory could reduce inventory data gaps regarding plastic flows. LCIA results at the midpoint and endpoint level showed that gillnet is the most beneficial catchment method for the assessed impact categories, except for entanglement. Tire wear was equal for both cases. These results are mainly due to gillnets lower fuel consumption and a smaller vessel per catch. The highest potential loss in species.yr was found in terrestrial impact categories, and categories assessing marine environments had low impacts in this thesis, emphasizing the need for additional LCIA methods and inventory links to the marine environment. Results for entanglement for trawl is 1.98E-22 species.yr and 2.60E-22 for gillnet. Tire wear is 5.86E-18 species.yr. The new characterization factors' potential impact is significantly smaller than established categories but entails high uncertainty and limitations. The LCA study reveals a need for research and quantification on fishing gear, plastic loss to the ocean, marine coatings, final environmental compartments, and methodologies. Further, excluded processes, more gear types, species, and countries should be included in further studies. Closing these gaps will enhance the understanding of fishing activities and plastic’s environmental impact, support mitigation strategies, and assist Norwegian fisheries in meeting goals set by the United Nations.